WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Апробация работы.Основные результаты работыдокладывались и обсуждались на научно-практической конференции«Проблемы и методы обеспечения надежности ибезопасности систем транспорта нефти,нефтепродуктов и газа» в рамках XVIмеждународной специализированной выставки «Газ. Нефть. Технологии-2008» (Уфа,2008); 1-ой Всероссийскойнаучно-технической конференции «Проблемынормотворчества в газораспределительнойподотрасли –современное состояние и перспективы»(Саратов, 2001); Российскойнаучно-технической конференции«Перспективы использования сжиженныхуглеводородных газов» (Саратов, 2003),Российском конгрессе погазораспределению и газопотреблению(Санкт-Петербург, 2006); ежегодных научно-техническихконференциях СГТУ (Саратов, 2000-2008);ежегодных научно-технических конференцияхОАО «Гипрониигаз» (Саратов, 1982-2008);научно-технических советах ОАО«Росгазификация (Москва, 1990, 1997, 2002), ОАО«Регионгазхолдинг» (Москва, 2003), ГРО России (Тверь,2008), ЗАО«Джи ТиСевон» (Кузнецк Пензенскойобласти, 2008),ОАО «Пензахиммаш» (Пенза,2003); отраслевом семинареМингазпрома «Повышение технического уровня и качествапродукции на основе достиженийнаучно-технического прогресса газовойпромышленности» (Москва, ВДНХ СССР, 1989);научно-технической конференции «Пути иметоды рационального использованиясжиженного и природного газов впромышленных, коммунально-бытовых исельскохозяйственных производствах»(Киров, 1988); Техническом совете ПО «Тюменьгазификация»(Новый Уренгой, 1988); межвузовскойнаучно-технической конференции (Саратов,Саратовский государственный аграрный университетим. Н.И. Вавилова, 2003).

Публикации и личныйвклад автора. По темедиссертации опубликовано 42печатные работы (14 из них– в научныхжурналах, рекомендованных ВАКМинистерства образования и науки РФ), в т.ч.3 свидетельства и патента, 3 нормативныхдокумента.

Автору принадлежатпостановка задач исследований, их решение,разработка новых технических решений СКЗ,непосредственное участие вэкспериментальных и опытно-промышленныхиспытаниях, анализ и обобщение результатовисследований, внедрение результатовисследований, формирование научногонаправления.

Структура и объемработы. Диссертационнаяработа состоит из введения, пяти глав,основных выводов, библиографическогосписка использованной литературы,включающего 219 наименований. Онасодержит 305 страниц машинописного текста,32 рисунка, 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы,сформулированы цель работы и задачиисследований, показаны научная новизна ипрактическая ценность работы.

В первой главе приводятся характеристикапроизводственных объектов хранения ираспределения СУГ, состояние промышленнойбезопасности и выбор способа расположенияРТ, анализируются существующие методы иконструкции пассивной и активнойзащиты подземных установок СУГ отопасных воздействий, осуществляетсявыбор направлений исследований поповышению эффективности и безопасностиэксплуатации резервуарных установок СУГ.

В результатепроведенного анализа выявлены высокая пожаро-,взрыво- иэкологическая опасность и связанная с этимнеобходимость отчуждения дополнительных территорийдля увеличения противопожарных разрывов. Наличие суровых климатических условий на территории РоссийскойФедерации существенно ограничиваютприменение надземно расположенных сосудов СУГ ипредопределяет широкоеиспользование подземныхустановок хранения, значительно уменьшающих влияниеуказанныхобстоятельств. Аварийные ситуации на подземных РТ СУГобусловлены,в основном,коррозионными повреждениями их стальных стенок, при этомхарактер и масштабповреждений указывают нанеобходимость нанесения на резервуарызащитных покрытий и применения установоккатоднойполяризации. Существующие типы защитныхпокрытий, рекомендуемые нормативнымидокументами для подземныхРТ, не обеспечиваютнеобходимую защиту. Вчастности, полимерные липкие рулонныематериалы не дают качественного прилегания в местах крутогоизгиба эллиптических днищ; битумно-полимерныезащитные покрытия имеют низкую ударнуюпрочность и низкое качество изоляции эллиптическихднищ, легко повреждаются при монтаже иэксплуатации, быстро стареют.Установки активной защитыне обеспечивают постоянного автоматическогоконтроля за состояниемнаружных поверхностей стальных стенокРТ, требуютпериодической корректировки своих расчетныхпараметров и защищаюттолько от электрохимическойкоррозии. Высокая стоимость систем катоднойзащиты,низкий уровень их заводской готовности, высокиеэксплуатационные затраты, связанные с оплатойэлектроэнергии, потребляемой катоднойстанцией, содержанием службыкатодной защиты, поддержаниемлицензионных документов, существенно снижают их экономическуюэффективность.

Вопросам повышениябезопасности эксплуатации резервуаров итрубопроводов и разработке методов ихзащиты от опасных воздействийпосвящены работы Маршалла В.С., БардаВ.Л., Кузина А.В., Бесчастнова М.В.,Малкина В.Л., Ткаченко В.Н., Усачева А.П.,Болодьяна И.А., Шебеко Ю.Н., Зиневича А.М.,Линдлара В.Ю., Кравец В.А., Глазкова В.И. идругих ученых. Характерным для известныхработ являются рассмотрение отдельныхвидов защиты РТ, например от коррозии,отсутствие комплексного подхода квопросам повышения безопасности и системного анализа всей совокупностиопасных внешних воздействий на установки хранения ираспределения газового топлива.

Отсутствие в настоящеевремя систем комплексной защиты РТ СУГ,оснащенных устройствами постоянногоконтроля опасных повреждений их элементов,требует проведения системного анализа иучета всех определяющих факторов,разработки и исследования на их основе СКЗ,лишенных существующих недостатков.

Вторая глава посвящена разработке системы комплекснойзащиты стребуемыми параметрами подземныхрезервуаров и трубопроводов СУГ и созданиюметода оценки соответствияразработанной СКЗ этим параметрам.

В целяхсоздания СКЗ с требуемыми параметрами наоснове системного подхода былиразработаны основные положения,описанные алгоритмом, приведенным нарисунке 1.

1 техническая характеристикарезервуара, трубопровода СУГ и систем ихзащиты; 2 цель разработки – защита от опасных воздействий; 3 выявление,анализ и структурирование опасных внешнихвоздействий на РТ: gв, gэ.с.,gк, gсул,gв-д, Vn.ут, tгр.н; 4выявление целевых функций: Ринд; кор.; ; Vут; 5 выявлениерезультатов опасных внешних воздействий ипоследовательности их возникновения; 6 заданиевеличин целевых функций: ;кор = 0; < 45 C; Vут = 0; 7 разработкапредложений по исключению или уменьшениюрезультатов каждого из опасных внешнихвоздействий с выполнением требований п.6; 8 разработка модели СКЗ РТ; 9 разработка новойконструкции СКЗ на основе модели; 10 проверкасоответствия заданному уровню требований.Расчет величин Ринд, кор,,Vут дляразработанной конструкции СКЗ

Рисунок 1 Алгоритм созданияСКЗ РТ СУГ

с требуемымипараметрами

Согласнопредлагаемому алгоритму, на первом этапевыявлены и проанализированы опасные внешниевоздействия на подземные РТ СУГ и системуих защиты. Результатыпроведенного анализапредставлены на рисунке 2. Исходя из подхода кобъекту разработки как к целостной системе,СКЗ (n1) есть единая совокупность подсистем, объединенных одной общей целью–обеспечениемкомплексной защитырезервуаров и трубопроводов, запорно-предохранительной арматурыот опасных воздействий, обусловленных коррозией, нагревом,механическими воздействиями, протечками вразъемных соединениях, арматуре, ошибками и несоблюдением норм припроектировании, изготовлении,эксплуатации.

опасные внешниевоздействия;

результаты опасныхвнешних воздействий

Рисунок 2 Структурнаясхема внешних воздействий наподземные РТ СУГ

СКЗвключает в себяподсистемы пассивной (n2) иактивной (n3) защиты границ РТ.

Отличительнымэлементом алгоритма является выявлениецелевых функций, математически описывающихцель разработки защиту отопасных воздействий. В качестве целевых функций изаранее задаваемых нормативныхпараметров,которым они должны удовлетворять, приняты:

  1. индивидуальныйриск Ринд, длякоторого согласно ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарнаябезопасность технологических процессов» вкачестве нормативного параметраустановлена следующая вероятностьвозникновения пожара и взрывной волны врезультате опасныхвоздействий:

;(1)

2) уровень коррозионнойагрессивности на наружной стальнойповерхности резервуара и трубопроводакор в зависимости отмассовой доли воды gв, электропроводящих солейgэ.с, сульфатов gсул, кислородаgк, водорода gв-д, длякоторого установленонулевое значение:

кор. = f(gв,gэ.с., gк, gсул, gв-д) = 0;(2)

3) максимальная температура грунтана глубине h = 0,5 м,наблюдаемая в момент времени =8 ч после возникновения нагрева состороны его поверхности стемпературой tп при начальнойтемпературе грунта tгр.н наглубине h= 0,5 м вмомент времени = 0:

= tгр.н [1 – ( )](tгр.н – tп) < 45 оС,(3)

где табулизированная функция Крампа;

4) суммарная величинаутечек СУГ из подземных резервуара итрубопровода в окружающуюсреду Vут взависимости от величин утечек СУГ снаружной поверхности n-ого элементаподземных РТ Vn.ут (сосуда дляхранения, крышки-фланца, разъемныхсоединений, первой запорной ипредохранительной арматуры и автоматики),для которой установлено нулевоезначение:

Vут = =0.(4)

Проведенный анализпоказывает, что механизм образованияповреждений РТ и систем их защиты от опасныхвоздействий складывается из пяти этапов,протекающих в строго определеннойпоследовательности от п. 1.1 до п. 1.5 (рисунок3).

1.1 сквозныеповреждения защитного футляра(пассивной защиты) подземных РТ СУГ; 1.2 нарушениеили отсутствие механизма контроля и оповещения офункционировании системы пассивнойзащиты; 1.3 нарушениережима работы активной защиты стенокподземных РТСУГ;1.4 нарушение или отсутствие механизмаконтроля и оповещения офункционировании системы активной защиты; 1.5 утечкиСУГ в окружающую среду;2.1 требования к футляру икожуху: 2.1.1 прочность футляра при ударе не менее30 Дж/(кг·см); 2.1.2– переходное электросопротивление послемонтажа неменее 105Ом·м2; 2.1.3 отсутствиепробоя при напряжении 5 кВ/мм толщины футляра; 2.1.4 пределогнестойкости кожуха не менее 150 мин; 2.2оснащение системамипостоянногоконтроля герметичности защитного футлярас обеспечением автоматическойсигнализации о разгерметизации; 2.3 режимработы активной защиты не должен зависетьот изменения коррозионных и механическиххарактеристик окружающего грунта и воздуха; 2.4 оснащениесистемамипостоянного контроля герметичности РТСУГ с обеспечением автоматическойсигнализации о разгерметизации; 2.5 возможностьбезопасногопредотвращения любой вероятной утечки СУГс образованием локальных зон загазованностиконцентрацией более 20% нижнегоконцентрационного предела воспламенения газовоздушной смеси свероятностью Ринд < 10-8; 3.1 –предложения по футляру и кожуху: 3.1.1 футляр, обеспечивающийгерметичность оболочки вокруг наружнойповерхности стального сосуда итрубопровода СУГ; 3.1.2 – теплоизолированный герметичный кожухдля защиты разъемныхсоединений,запорных и предохранительных устройств РТ отнагрева и механических воздействий; 3.2 постоянный автоматическийконтроль герметичностизащитного футляра собеспечением звукового и/или световогосигнала обслуживающему персоналу; 3.3обеспечениезазора между резервуаром, трубопроводомСУГ и футляром с организацией активнойзащиты внутриобразовавшегося межстенногопространствапутем заполнения его инертной средой; 3.4 постоянныйавтоматический контроль одного изпараметров инертной среды: давления,содержания водяных паров, кислорода и др. собеспечением звукового и/или световогосигнала обслуживающему персоналу; 3.5 локализация утечки СУГ из РТ путем образованиянаружногогерметичногофутляра; 4 модель СКЗ: 4.1 подземная частьРТ СУГ заключена в герметичный футляр с наличием междуними пространства, заполненногоИГ, сорганизацией устройства постоянного контролягерметичности межстенного пространства,обеспечивающего автоматическую сигнализацию оразгерметизации как внутреннего сосуда СУГ, так и футляра; 4.2 надземная часть РТ(запорные устройства)заключена в герметичныйтеплозащитный кожух,заполненный ИГ, с организацией постоянного контроля давленияи температуры в его верхнейчасти; 5 разработкаконструкции СКЗ подземных РТ СУГ; 6 проверка соответствия заданного уровня требований: Ринд 10-8; кор =0; < 45C; Vут =0

Рисунок 3 Алгоритм созданияСКЗ подземныхРТ СУГ

В результатесистемного анализа (рисунок1) в п е р в ы е разработанметод создания СКЗ,позволяющийна основе выявления и анализа опасныхвоздействийна подземныеРТ СУГ (рисунок 2), поиска целевыхфункций [формулы (1) (4)] изадания им минимальныхнормативных значенийполучить м о д е л ь СКЗ подземных РТСУГ с заранее заданнымуровнем требований (рисунок3). Применение м о д е л и уменьшает вероятностьразгерметизации с 10-3 год-1 для существующих аналогов до 10-8 год-1.

На основе моделиразработаны н о в ы е технические решения комплексной защиты путемзаключения РТ в защитные футляры,заполненные осушенным азотом савтоматическим контролем верхней и нижнейграниц давления, приведенные на рисунке 4.

1 – кожух для запорных устройств иавтоматики; 2 –крышка сосуда СУГ; 3 – запорный кран; 4 – электромагнитныйклапан; 5, 6 –сбросные клапаны; 7 – датчик утечки СУГ; 8 – патрубок; 9 – стенка кожуха 1;10, 14 теплоизоляция;11 – футляр сосуда СУГ; 12 – уплотнение; 13– крышкакожуха 1; 15 датчик температуры; 16 блок управления; 17,18– световой извуковой сигнализаторы; 19 – сосуд СУГ; 20 – трубопровод СУГ; 21,35 сброснаятруба; 22, 26, 29, 31, 32, 41 – патрубки инертного газа (ИГ); 23, 27, 28,40 –отключающие устройства инертного газа; 24, 38 межстенноепространство; 25 – инертный газ; 30 – футляртрубопровода СУГ; 33, 34 – верхняя и нижняяграницы давления инертного газа; 36 – отключающееустройство СУГ топливораздаточнойколонки; 37 – заборное устройство СУГ

Рисунок 4 Конструкция СКЗРТ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»